| 研究課題/領域番号 |
18H03805
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
丸山 敬 京都大学, 防災研究所, 教授 (00190570)
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| 研究分担者 |
竹見 哲也 京都大学, 防災研究所, 准教授 (10314361)
山田 広幸 琉球大学, 理学部, 准教授 (30421879)
山口 弘誠 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90551383)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ドップラーライダー / 立体的フィールド観測 / 接地境界層 / 積雲対流 / 突風 / レーダー観測 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、地表面摩擦に起因する「風の乱れ」だけでなく、積雲対流下の上昇・下降気流に由来するダウンバーストや竜巻などの「突風」現象を、ドップラーライダーとレーダーを組み合わせた立体的フィールド観測により明らかにし、接地境界層内の変動風速場の解析手法を構築することにより、建物にとって最も危険な最大瞬間風速も評価できる新たな建物強風被害ハザードを提案して被害予測の高精度化を実現し、建物強風災害リスクの軽減に向けた環境構築に寄与しようとするものである。
本年度は、広域上空風および積雲に関する観測と補完的かつ緊密に連携した立体的フィールド観測を行うために、上方スキャン型のドップラーライダーとそれを積載する自動車を購入し、観測地点を移動して機動的な観測を行い、接地境界層の発達および積雲対流下の変動風速場の特性を測定できる体制を整えた。装置の調整を行った後、平成30年8月には京都大学の観測グループ（京都大学生存研、名古屋大学、神戸大学、山梨大学、大阪大学、山口大学、情報通信研究機構(NICT)）と共に神戸-大阪-京都にまたがる関西エリアの観測網内の観測に参加し、積雲発達時の接地境界層内の風速場の観測を行った。その後、機材を沖縄の観測サイトに移設し、積雲対流が安定して発生する冬季の季節風の吹き出し時を狙って観測を行った。この観測は琉球大学の観測グループ（琉球大学、名古屋大学、情報通信研究機構(NICT)、気象庁）と協力して行い、レーダーやゾンデ観測網による上空風および積雲の観測と連携して行った。観測期間内に、前線通過に伴う降雨帯下の強風データの観測結果が得られており、レーダーやゾンデ観測などと併用して強風場の解析を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成30年度には、
１．立体的フィールド観測を行うために、上方スキャン型のドップラーライダーとそれを積載する自動車を購入し、観測地点を移動して機動的な観測を行い、接地境界層の発達および積雲対流下の変動風速場の特性を測定できる体制を整えた。
２．都市域（神戸地区）において京都大学の観測グループ（京都大学生存研、名古屋大学、神戸大学、山梨大学、大阪大学、山口大学、情報通信研究機構(NICT)）と共に、ドップラーライダーを用いた観測を行い、測器の調整を完了し、また、積雲発達時の接地境界層内の風速場の観測を行った。
３．沖縄の観測サイトにおいて、積雲対流が安定して発生する冬季の季節風の吹き出し時を狙って観測を行った。この観測では琉球大学の観測グループ（琉球大学、名古屋大学、情報通信研究機構(NICT)、気象庁）と協力して行い、レーダーやゾンデ観測網による上空風および積雲の観測と連携して行った。観測期間内に、前線通過に伴う降雨帯下の強風データの観測結果が得られた。
以上、申請書記載の予定通りの機器の調達を済ませ観測を行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度に立ち上げたドップラーライダーによるフィールド観測を継続するとともに、接地境界層内変動風速場の予測手法の構築を開始する。地面付近の接地境界層内の変動風速場の解析にあたって、流入条件および初期条件を与えるために、広域の上空風のデータを作成する。これには、風速場の情報だけでなく、積雲の発生・発達の情報が必要になる。本研究ではメソ気象モデルであるＷＲＦを用いた解析を行い、観測サイト周囲の広域気象場を再現・予測する。解析結果の検証には、レーダーおよびドップラーライダーの観測結果を用いる。建物の強風被害に直接関係する地面付近の変動風速を再現するために、非定常な乱流場を計算することができるラージエディシミュレーション（ＬＥＳ）を用いる。地表面摩擦の影響はキャノピーモデルを用いたＬＥＳにより地表面粗度を空力抵抗として評価して取り込み、接地境界層内の変動風速場を再現・予測する。キャノピーモデルにおいて空力抵抗を評価するために必要となる粗度形状は、地理情報システム（ＧＩＳ）上の地形や建物形状、土地利用の数値情報データから求める。積雲対流の解析が可能な雲物理モデルをＬＥＳに導入し、地表面摩擦による「風の乱れ」だけでなく積雲対流下の「突風」の影響を含めた接地境界層内の変動風速場を再現・予測する。とくに、地表面摩擦の影響が大きい都市部における流れ場を扱うために、キャノピーモデルを用いたＬＥＳとの融合を図り、地表面粗度の取り扱いについても検討を行う。積雲対流の情報は広域上空風解析やレーダーおよびドップラーライダーによる観測結果を用い、解析結果の精度検証を行う。
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